Działanie pola magnetycznego na obwód z prądem

Nasza ocena:

3
Wyświetleń: 868
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Działanie pola magnetycznego na obwód z prądem - strona 1 Działanie pola magnetycznego na obwód z prądem - strona 2

Fragment notatki:

Działanie pola magnetycznego na obwód z prądem Działanie pola magnetycznego na zamknięty obwód z prądem.. Prostokątną ramkę o bokach  a  i  b  umieszczamy w jednorodnym polu magnetycznym o indukcji  B .  Przez ramkę płynie prąd o natężeniu  I , a normalna do płaszczyzny ramki tworzy kąt  θ z polem  B. Rozpatrujemy siłę działającą na każdy z boków. Siły  Fb  działające na odcinki  b  znoszą się  wzajemnie. Siły  Fa  działające na odcinki  a  też się znoszą ale tworzą parę sił dającą wypadkowy  moment siły θ θ θ τ sin sin sin b F b F b F a a a = + = 2 2 lub wektorowo (na podstawie definicji iloczynu wektorowego) b F τ × = a Siła  Fa  wynosi IaB F a  = więc θ θ τ sin sin ISB IabB = = gdzie  S  =  ab  jest powierzchnią ramki. Równanie (21.12) możemy zapisać w postaci wektorowej B S τ × =  I gdzie  S  jest wektorem powierzchni. Wielkość S μ I = nazywamy  magnetycznym momentem dipolowym .  Pole magnetyczne  działa więc na ramkę z prądem (dipol magnetyczny) momentem  skręcającym  obracając ją . Położenie równowagi ramki (dipola  magnetycznego) występuje dla  θ = 0 tj. gdy ramka jest ustawiona  prostopadle do pola  B . Przykładem dipola magnetycznego jest igła  kompasu, która umieszczona w polu magnetycznym obraca się  ustawiając zgodnie z polem. Taką "kołową ramką z prądem" jest również elektron krążący po orbicie  w atomie. Moment dipolowy elektronu krążącego po orbicie o promieniu  r  wynosi ) ( 2 r I e π µ = Natężenie prądu wytwarzanego przez elektron o ładunku  e  przebiegający orbitę w czasie  T  (okres  obiegu) wynosi r e T e t q I π 2 v = = = gdzie v jest prędkością elektronu. Stąd L m e r m m e r e r r e e 2 ) ( 2 2 ) ( 2 2 = = = = v v v  π π µ gdzie  L  =  mvr  jest momentem pędu elektronu. Elektron, krążący po orbicie jest więc elementarnym  dipolem magnetycznym. Własności magnetyczne ciał są właśnie określone przez zachowanie się  tych elementarnych dipoli w polu magnetycznym. Własności te omówimy na dalszych wykładach. Z momentem siły działającym na dipol związana jest tzw.  energia magnetyczna  dipola Można  również pokazać, że ta energia wyraża się wzorem   E m = -  µ B = - µ B cosθ  Zauważmy, że minimum energii odpowiada ustawieniu dipola w kierunku równoległym do pola  magnetycznego  B  ( θ  =  0). Document Outline Działanie pola magnetycznego na obwód z prądem ... zobacz całą notatkę



Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz